2018版高三物理一輪復習課知識全通關題型全突破能力大提升-專題17-機械振動與機械波-共89張

1、目 錄 Contents,考情精解讀,考點1,考點2,考法3,考法2,考法1,考法4,方法1,A.考點全通關,B.題型全突破,C.能力大提升,方法2,,考點3,方法3,,考法6,考法5,,考情精解讀,,考綱解讀,命題趨勢,命題規(guī)律,物理 專題十七 機

2、械振動與機械波,,,,·簡諧運動Ⅰ·簡諧運動的公式和圖像 Ⅱ·單擺、周期公式 Ⅰ·受迫振動和共振 Ⅰ·機械波、橫波和縱波Ⅰ·橫波的圖像Ⅱ·波速、波長和頻率(周期)的關系 Ⅰ·波的干涉和衍射現(xiàn)象 Ⅰ·多普勒效應Ⅰ·實驗一:探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,,考綱解讀,命題趨勢,命題規(guī)律,物理

3、 專題十七 機械振動與機械波,,,,,考綱解讀,命題規(guī)律,,,命題趨勢,物理 專題十七

4、機械振動與機械波,,考綱解讀,命題規(guī)律,,,命題趨勢,物理 專題十七 機械振動與機械波,,考綱解讀,命題規(guī)律,,,,,,返回目錄,,1.熱點預測　預計2018年高考對本部分的考查仍會以定性分析或簡單的定量計算為主,難度一般,注意實際生活中與本專題內(nèi)容

5、相聯(lián)系的題目.2.趨勢分析　高考中對本專題的考查以圖像為主,考查簡諧運動的特點和機械波傳播時的空間關系.另外,有關波速的相關計算、波的多解問題、用單擺測重力加速度也要引起重視.,,命題趨勢,物理 專題十七 機械振動與機械波,,考點全通關,,,,考

6、點1　機械振動,繼續(xù)學習,物理 專題十七 機械振動與機械波,一、振動及描述振動的物理量1.機械振動:物體(或物體的一部分)在某一中心位置兩側所做的往復運動稱為機械振動,簡稱振動.2.回復力:振動物體所受的總是指向平衡位置的力.它可以是某一個力,也

7、可以是幾個力的合力或某個力的分力,屬于效果力,在具體問題中要注意分析是什么力提供了回復力.3.位移(x):由平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置的有向線段,是矢量,其最大值等于振幅. 　 無論振子從什么位置開始振動,其位移總是以平衡位置為初位置.4.振幅(A):振動物體離開平衡位置的最大距離,是標量,表示振動的強弱.,,,,5.周期(T)和頻率(f):周期和頻率是表示振動快慢的物理量,兩者互為倒數(shù)關系. 　

8、當T和f由振動系統(tǒng)本身決定時,叫作固有周期和固有頻率.二、簡諧運動1.簡諧運動:如果質(zhì)點的位移與時間的關系遵從正弦函數(shù)規(guī)律,即它的振動圖像(x-t圖像)是一條正弦曲線,這樣的振動叫作簡諧運動.(1)簡諧運動是最基本、最簡單的振動.(2)簡諧運動的位移隨時間按正弦規(guī)律變化,所以簡諧運動不是勻速運動,而是變力作用下的運動.,物理

9、 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,,,,物理 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,2.簡諧運動的兩種模型,,,,物理

10、 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,3.簡諧運動的表達式(1)動力學表達式:F=-kx,其中“-”表示回復力與位移的方向相反.(2)運動學表達式:x=Asin(ωt+φ),其中A表示振幅,ω=2πf表示簡諧運動的快慢,(ωt+φ)表示簡諧運動的相位,φ叫作初相. 　 相

11、位是描述振動“步調(diào)”的一個物理量,若兩個振動的步調(diào)一致,就說它們的相位是相同的;若不一致,就說它們振動的相位不相同,或說它們存在相位差.,,,,物理 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,4.簡諧運動的圖像(1)從平衡位置開始計時,函數(shù)表達式為x=

12、Asin ωt,圖像如圖甲所示.　　　 圖甲　　　 圖乙(2)從最大位移處開始計時,函數(shù)表達式為x=Acos ωt,圖像如圖乙所示.　簡諧運動的圖像表示的是振子的位移隨時間變化的規(guī)律,而振子的實際軌跡并非正弦(或余弦)曲線.,,,,物理

13、 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,三、阻尼振動和受迫振動1.阻尼振動(1)定義:振幅逐漸減小的振動.(2)原因:振動系統(tǒng)要克服阻力做功,其機械能減少,導致振幅減小.(3)功能關系:系統(tǒng)減少的機械能用于克服阻力做功.2.受迫振動(1)定義:在外界周期性驅(qū)動力作用下的振動.(2)頻率特征:受迫振動的頻率等于f驅(qū),與f固無關.(3)振幅特征:驅(qū)動力的頻率越接近固有

14、頻率,振幅越大,當f驅(qū)=f固時,振幅最大,這種現(xiàn)象叫作共振.受迫振動達到穩(wěn)定時,驅(qū)動力對系統(tǒng)所做的功及時補償了系統(tǒng)因克服阻力做功而損失的機械能,振幅保持不變.,,,,物理 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,3.自由振動、受迫振動和共振的比較,,,

15、,物理 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,通關秘籍 1.物體做受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,與物體的固有頻率無關.2.穩(wěn)定時物體做受迫振動的振幅由驅(qū)動力的頻率和物體的固有頻率共同決定:兩者相差越小,受迫振動的振幅越大;兩者相差越大,受迫振

16、動的振幅越小.3.受迫振動系統(tǒng)中的能量轉化不再只有系統(tǒng)內(nèi)部動能和勢能的轉化,還有驅(qū)動力對系統(tǒng)做正功補償系統(tǒng)因克服阻力做功而損失的機械能.,,,,物理 專題十七 機械振動與機械波,返回目錄,4.共振曲線 (1)如圖所示的共振曲線,曲線表示受迫

17、振動的振幅A(縱坐標)隨驅(qū)動力頻率f(橫坐標)的變化而變化.驅(qū)動力的頻率f跟振動系統(tǒng)的固有頻率f0相差越小,振幅越大;驅(qū)動力的頻率f等于振動系統(tǒng)的固有頻率f0時,振幅最大. (2)受迫振動中系統(tǒng)能量的轉化:做受迫振動的系統(tǒng)機械能不守恒,系統(tǒng)與外界時刻進行能量交換.,,,,一、波的形成和傳播1.機械波的形成(1)機械振動在介質(zhì)中的傳播形成機械波,簡稱波.(2)機械波的形成條件:①有持續(xù)振動的波源;②有傳播振動的介質(zhì).　

18、 有機械波必有機械振動,有機械振動不一定有機械波.已經(jīng)形成的波跟波源無關,波源停止振動,波繼續(xù)傳播.2.機械波的分類(1)橫波:質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波,叫作橫波.在橫波中,凸起的最高處叫作波峰,凹下的最低處叫作波谷.機械橫波只能在固體中傳播,不能在液體或氣體中傳播.,物理

19、 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,考點2　機械波,,,,(2)縱波:質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波,叫作縱波.在縱波中,質(zhì)點分布最密的位置叫作密部,質(zhì)點分布最疏的位置叫作疏部.縱波可以在固體中傳播,也可以在液體或氣體中傳播.3.機械波的特點(1)每一質(zhì)點都以它的平衡位置為中心做簡諧運動;后一質(zhì)點的振動總是落后于帶動它的前一質(zhì)點的振動.(2) 波傳播的只是運動(

20、振動)形式和振動能量,介質(zhì)中的質(zhì)點并不隨波遷移.4.描述機械波的物理量(1)波長(λ):在波動中,振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離,叫作波長.在橫波中,兩個相鄰波峰(或波谷)間的距離等于波長.在縱波中,兩個相鄰密部(或疏部)間的距離等于波長.,物理

21、 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,,,,(2)頻率(f):波的頻率等于波源處質(zhì)點振動的頻率.波的頻率由波源決定,在任何介質(zhì)中頻率不變.(3)波速(v):單位時間內(nèi)機械波在介質(zhì)中所傳播的距離叫作波速.波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定,同一列波在不同介質(zhì)中的傳播速度不同.(4)波長、頻率(或周期)和波速的關系v= 𝜆 𝑇 =λf通關秘籍 1.周期或頻率,只取決于波源,而與v、λ無直接

22、關系.2.波速v取決于介質(zhì)的性質(zhì),它與T、λ無直接關系.只要介質(zhì)不變,v就不變;如果介質(zhì)變了,v也一定變.3.波長λ取決于v和T.只要v和T中的一個發(fā)生變化,λ必然發(fā)生變化,從而保持v= 𝜆 𝑇 或v=λf的關系.,物理

23、 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,,,,二、波的圖像1.波的圖像:如圖所示為一橫波的圖像,它反映了在波的傳播過程中,某一時刻介質(zhì)中各個質(zhì)點的位移在空間的分布.簡諧波的圖像為正弦(或余弦)曲線.2.波的圖像的應用根據(jù)機械波的傳播規(guī)律,利用波的圖像可判定:(1)介質(zhì)中質(zhì)點的振幅A和波長λ,以及該時刻各質(zhì)點的位移和加速度的方向.(2)根據(jù)波的傳播方向確定該時刻各質(zhì)點的振動方向,且能畫出在Δt前(或后)的波形圖像.

24、(3)根據(jù)某一質(zhì)點的振動方向確定波的傳播方向.,物理 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,,,,三、波的衍射、干涉和多普勒效應1.波的疊加:幾列波相遇時能夠保持各自的運動特征繼續(xù)傳播,在它們重疊的區(qū)域里,介質(zhì)中的質(zhì)點同時參與這幾列波引起的振動,質(zhì)

25、點的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的矢量和.2.波的衍射和波的干涉的比較,物理 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,,,,通關秘籍 1.穩(wěn)定干涉中,振動加強區(qū)域和振動減弱區(qū)域的空間位置是不變的.加強區(qū)域中心質(zhì)點的振幅等于兩列波的振幅之和,

26、減弱區(qū)域中心質(zhì)點的振幅等于兩列波的振幅之差.2.振動加強的條件是兩波源到該區(qū)域中心的距離之差等于波長的整數(shù)倍(半波長的偶數(shù)倍),振動減弱的條件是兩波源到該區(qū)域中心的距離之差等于半波長的奇數(shù)倍.3.只有符合干涉條件的兩列波相遇時才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象;任何波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象,而發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象需要一定的條件.3.多普勒效應(1)多普勒效應:當波源和觀察者之間有相對運動時,觀察者會感到波的頻率發(fā)生變化,這種現(xiàn)象叫作多普勒效應.,物理

27、 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,,,,(2)波源的頻率與觀察者接收到的波的頻率①波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù).②觀察者接收到的波的頻率等于觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù).(3)多普勒效應的產(chǎn)生①當波源和觀察者相對于

28、介質(zhì)都不動時,觀察者接收到的波的頻率等于波源的頻率.②波源相對于介質(zhì)不動,當觀察者靠近波源運動時,觀察者接收到的波的頻率增大;當觀察者遠離波源運動時,觀察者接收到的波的頻率減小,且當觀察者運動的速度與波速相等時觀察者接收不到波.③觀察者相對于介質(zhì)不動,當波源接近觀察者時,觀察者接收到的波的頻率增大;當波源遠離觀察者時,觀察者接收到的波的頻率減小.,物理

29、 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,,,,物理 專題十七 機械振動與機械波,返回目錄,通關秘籍1.發(fā)生多普勒效應時,波源的真實頻率不會發(fā)

30、生任何變化,只是觀察者接收到的波的頻率發(fā)生了變化.2.觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化的原因是觀察者與波源之間有相對運動.4.聲波:一切振動著發(fā)聲的物體都叫聲源.聲源的振動在介質(zhì)中形成縱波.頻率為20 Hz到20 000 Hz的聲波能引起人的聽覺.頻率低于20 Hz的聲波稱為次聲波;頻率高于20 000 Hz 的聲波稱為超聲波,超聲波的應用十分廣泛,如聲吶、B超、探傷儀等.聲波在空氣中的傳播速度約為340 m/s.聲波具有反射、干涉、

31、衍射等波的特有現(xiàn)象.,,,,1.實驗原理:單擺在偏角很小時,振動周期跟偏角的大小和擺球的質(zhì)量無關,這時單擺的周期公式是T=2π 𝑙 𝑔 .變換這個公式,得到g= 4 π 2 𝑙 𝑇 2 .因此,測出單擺的擺長l和振動周期T,就可以求出當?shù)氐闹亓铀俣萭的值.2.實驗器材:長約1 m的細絲線一條,過球心開有小孔的金屬小球一個,帶有鐵夾的鐵架臺一個,毫米刻度尺一把,

32、停表一塊.3.實驗步驟(1)讓細絲線的一端穿過小球上的小孔,然后打一個比小孔大一些的線結,做成單擺.,物理 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,考點3　實驗:用單擺測定重力加速度,,,,(2)把細絲線的上端用鐵夾固定在鐵架臺上,把鐵架臺放在

33、實驗桌邊,使鐵夾伸到桌面以外,讓擺球自由下垂,在單擺平衡位置處做上標記.(3)用刻度尺測量單擺的擺長(懸點到球心間的距離).(4)把單擺從平衡位置拉開一個很小的角度,然后放開小球讓它擺動,用停表測出單擺完成30次或50次全振動的時間,計算出平均完成一次全振動的時間,這個時間就是單擺的振動周期.(5)改變擺長,重做幾次實驗.(6)根據(jù)單擺的周期公式,計算出每次實驗的重力加速度,求出幾次實驗得到的重力加速度的平均值.(7)將測得的

34、重力加速度值與當?shù)氐闹亓铀俣戎颠M行比較,分析產(chǎn)生誤差的可能原因.,物理 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,,,,物理

35、 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,4.數(shù)據(jù)處理(1)計算法:根據(jù)公式T=2π 𝑙 𝑔 可得g= 4 π 2 𝑙 𝑇 2 ,將每次測得的周期和擺長l代入公式g= 4 π 2 𝑙 𝑇 2 中算出重力加速度g的值,再算出g的平均值,即為當?shù)氐闹亓铀俣鹊臏y量值.

36、(2)圖像法:由單擺的周期公式T=2π 𝑙 𝑔 可得 l= 𝑔 4 π 2 T2,因此以擺長l為縱軸,以T2為橫軸作出的l-T2圖像是一條過原點的直線,如圖所示,求出斜率k,即可求出g的值.g=4π2k,k= 𝑙 𝑇 2 = Δ𝑙 Δ 𝑇 2 .,,,,5.注意事項(1)擺線應選擇細、輕且不易伸長的線(長度為1

37、 m左右);小球應選用密度較大的金屬球,直徑應較小(最好不超過 2 cm).(2)單擺懸線的上端應當固定牢固,不可隨意卷在鐵架臺的橫桿上,以免振動時擺長改變.(3)擺動時控制擺線偏離豎直方向的角度不能太大.(4)擺球擺動時,要使擺球保持在同一個豎直平面內(nèi),不要形成圓錐擺.(5)周期的測量:用停表測出單擺做n(30~50)次全振動所用的時間t,則周期T=t/n.測量時應從擺球通過最低位置時開始計時、計數(shù),并且開始計時時數(shù)“零”,以

38、后擺球每從同一方向通過最低位置時計數(shù)一次.,物理 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,,,,物理

39、 專題十七 機械振動與機械波,返回目錄,6.誤差分析(1)本實驗的系統(tǒng)誤差主要來源于單擺模型本身是否符合要求,即:懸點是否固定,是單擺還是復擺,球、線是否符合要求,擺球擺動時是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)擺動,以及測量哪段長度作為擺長等.(2)本實驗的偶然誤差主要來源于時間(單擺周期)的測量,因此,要注意測準時間(周期),要從擺球通過平衡位置時開始計時,最好采用倒數(shù)計時計數(shù)的方法,不能多記或漏記擺

40、動次數(shù).為了減小偶然誤差,要進行多次測量后取平均值.(3)本實驗中測量長度(擺線長、擺球的直徑)時,讀數(shù)讀到毫米位即可.測量時間時,停表讀數(shù)的有效數(shù)字讀到停表的最小刻度,不再往下估讀一位.,,題型全突破,,,,,考法1 對簡諧運動的理解,􀳅 考法指導　1.動力學特征F=-kx,“-”表示回復力的方向與位移方向相反,k是比例系數(shù),不一定是彈簧的勁度系數(shù).2.運動學特征簡諧運動的加速度與物體偏離平衡位置的位移

41、成正比而方向相反,為變加速運動,遠離平衡位置時,x、F、a、Ep均增大,v、Ek均減小,靠近平衡位置時則相反.3.運動的周期性特征相隔T或nT的兩個時刻振子處于同一位置且振動狀態(tài)相同.,物理 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,,,,4.對稱性

42、特征(1)相隔 𝑇 2 或 (2𝑛+1)𝑇 2 (n為正整數(shù))的兩個時刻,振子位置關于平衡位置對稱,位移、速度、加速度大小相等,方向相反.(2)如圖所示,振子經(jīng)過關于平衡位置O對稱的兩點P、P'(OP=OP')時,速度的大小、動能、勢能相等,相對于平衡位置的位移大小相等.(3)振子由P到O所用時間等于由O到P'所用時間,即tPO=tOP'(4)振子

43、往復過程中通過同一段路程(如OP段)所用時間相等,即tOP=tPO.5.能量特征振動的能量包括動能Ek和勢能Ep,簡諧運動過程中,系統(tǒng)動能與勢能相互轉化,系統(tǒng)的機械能守恒.,物理 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,,,,物理

44、 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,考法示例1　如圖所示,彈簧下面掛一質(zhì)量為m的物體,物體在豎直方向上做振幅為A的簡諧運動,當物體振動到最高點時,彈簧正好為原長,彈簧在彈性限度內(nèi),則物體在振動過程中(　　)A.彈簧的最大彈性勢能等于2mgAB.彈簧的彈

45、性勢能和物體動能總和不變C.物體在最低點時的加速度大小應為2gD.物體在最低點時的彈力大小應為mg,,,,物理 專題十七 機械振動與機械波,解析　因物體振動到最高點時,彈簧正好為原長,此時彈簧彈力等于零,物體的重力 mg=F回=kA,當物體在最低

46、點時,彈簧的彈性勢能最大等于2mgA,A正確;在最低點,由F回=mg=ma知,C錯誤;由F彈-mg=F回得F彈=2mg,D錯誤;由能量守恒知,彈簧的彈性勢能和物體的動能、重力勢能三者的總和不變,B錯誤. 答案　A,繼續(xù)學習,,,,物理 專題十七 機

47、械振動與機械波,返回目錄,突破攻略分析簡諧運動的技巧1. 做簡諧運動的物體經(jīng)過平衡位置時,回復力一定為零,但所受合外力不一定為零.2.分析簡諧運動中各物理量的變化情況時,一定要以位移為橋梁,位移增大時,振動質(zhì)點的回復力、加速度、勢能均增大,速度、動能均減小;反之,則產(chǎn)生相反的變化.另外,各矢量均在其值為零時改變方向.3.分析過程中要特別注意簡諧運動的周期性和對稱性.,,,,物理

48、 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,考法2 簡諧運動的圖像,􀳅 考法指導　簡諧運動的圖像遵從正弦函數(shù)規(guī)律,從簡諧運動的圖像中可以獲得如下信息(1)振幅A、周期T.(2)某一時刻振動質(zhì)點離開平衡位置的位移.(3)某一時刻質(zhì)點的回復力、加速度和速度的方向.①回復力和加速度

49、的方向:因為回復力總是指向平衡位置,所以回復力和加速度在圖像上總是指向t軸.②速度的方向:速度的方向可以通過下一時刻位移的變化來判定,下一時刻位移若增大,振動質(zhì)點的速度方向就是遠離t軸;下一時刻位移若減小,振動質(zhì)點的速度方向就是指向t軸.,,,,物理

50、 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,(4)某段時間內(nèi)質(zhì)點的位移、回復力、加速度、速度、動能、勢能的變化情況.1.確定振動質(zhì)點在任一時刻的位移如圖所示,與t1、t2時刻對應的位移分別為x1=+7 cm,x2=-5 cm.2.確定振動的振幅上圖中的最大位移值等于振幅,如上圖所示,振幅為 10 cm.3.確定振動的周期和頻率振動圖像上一個完整的正弦(或余弦)圖形在時間軸上拉開的“長度”表示周期.由上圖可知,OD、AE、

51、BF對應的時間都等于振動周期,T=0.2 s,頻率f= 1 𝑇 =5 Hz.,,,,物理 專題十七 機械振動與機械波,4.確定各時刻質(zhì)點的運動方向上圖中,在t1時刻,質(zhì)點正遠離平衡位置運動;在t3時刻,質(zhì)點正向著平衡位置運動.5.

52、比較各時刻質(zhì)點的加速度的大小和方向上圖中,t1時刻質(zhì)點的位移x1為正,加速度a1為負,兩者方向相反;t2時刻質(zhì)點的位移x2為負,加速度a2為正,兩者方向相反.又|x1|>|x2|,所以|a1|>|a2|.6.比較不同時刻質(zhì)點的勢能、動能的大小質(zhì)點離平衡位置的位移越大,質(zhì)點所具有的勢能越大,動能越小.如上圖所示,在t1時刻質(zhì)點的勢能Ep1大于t2時刻的勢能Ep2,而動能Ek1<Ek2.,繼續(xù)學習,,,,繼續(xù)學習,物

53、理 專題十七 機械振動與機械波,考法示例2　一個質(zhì)點做簡諧運動的圖像如圖所示,下列說法正確的是(　　)A.質(zhì)點振動的頻率為4 HzB.在10 s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程是20 cmC.在5 s末,質(zhì)點的速度為零,加速度最大D.t=1.5 s和t

54、=4.5 s兩時刻質(zhì)點的位移大小相等,都是 2 cm,,,,思路分析　本題可按以下思路進行求解:解析　由圖像可知,質(zhì)點振動的周期為4 s,故頻率為0.25 Hz,選項A錯誤;在10 s內(nèi)質(zhì)點振動了2.5個周期,經(jīng)過的路程是10A=20 cm,選項B正確;在5 s末,質(zhì)點處于正向最大位移處,速度為零,加速度最大,選項C正確;由圖像可得振動方程是x=2sin( π 2 t) cm,將t=1.5 s和t=4.5 s代入振動方程得x

55、= 2 cm,選項D正確.答案　BCD,物理 專題十七 機械振動與機械波,返回目錄,,,,物理

56、 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,考法3 對波的形成與傳播的考查,􀳅 考法指導1.在波動中,振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離叫波長.2.波傳到任意一點,該點的起振方向都和波源的起振方向相同.3.介質(zhì)中每個質(zhì)點做的都是受迫振動,所以任一質(zhì)點的振動頻率和周期都和波源相同.因此可以斷定:波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì),由于介質(zhì)的情況不同,它的波長和波速可以改變,但頻

57、率和周期都不會改變.4.振源經(jīng)過一個周期T完成一次全振動,波恰好向前傳播一個波長的距離,所以有v= 𝜆 𝑇 =λf.5.質(zhì)點振動nT(波傳播nλ)時,波形不變.6.相隔波長整數(shù)倍的兩質(zhì)點,振動狀態(tài)總相同,相隔半波長奇數(shù)倍的兩質(zhì)點,振動狀態(tài)總相反.,,,,繼續(xù)學習,物理

58、 專題十七 機械振動與機械波,考法示例3　在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個質(zhì)點,相鄰兩質(zhì)點間的距離均為L,如圖甲所示.一列橫波沿該直線向右傳播,t=0時到達質(zhì)點1,質(zhì)點1開始向下運動,經(jīng)過時間Δt第一次出現(xiàn)如圖乙所示的波形.求: 圖甲　　　　　 圖乙(1)該波的波長;(2

59、)質(zhì)點振動的周期;(3)該波的波速.,,,,繼續(xù)學習,物理 專題十七 機械振動與機械波,思路分析　本題可按以下思路進行求解:,,,,解析　(1)由題圖可知,質(zhì)點1、9是相鄰且振動情況總是相同的兩個質(zhì)點,它們的平衡位置之間的距離即為一個波長,即λ=8

60、L.(2)t=0時,波剛傳到質(zhì)點1,且質(zhì)點1的起振方向向下,說明波中各質(zhì)點的起振方向均向下,在Δt后由圖像可知質(zhì)點9的振動方向為向上,說明它已經(jīng)振動了 𝑇 2 ,因此Δt=T+ 𝑇 2 ,即T= 2 3 Δt.(3)波速v= 𝜆 𝑇 = 12𝐿 Δ𝑡 .答案　(1)λ=8L　(2)T= 2 3 Δt　(3)v= 12𝐿

61、Δ𝑡,物理 專題十七 機械振動與機械波,返回目錄,,,,物理

62、 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,考法4 波的多解,􀳅 考法指導1.在波動中,振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離叫波長.2.波傳到任意一點,該點的起振方向都和波源的起振方向相同.3.介質(zhì)中每個質(zhì)點做的都是受迫振動,所以任一質(zhì)點的振動頻率和周期都和波源相同.因此可以斷定:波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì),由于介質(zhì)的情況不同,它的波長和波速可以改變,但頻率和周期都不會改變.4.振源經(jīng)過一個周期

63、T完成一次全振動,波恰好向前傳播一個波長的距離,所以有v= 𝜆 𝑇 =λf.5.質(zhì)點振動nT(波傳播nλ)時,波形不變.6.相隔波長整數(shù)倍的兩質(zhì)點,振動狀態(tài)總相同,相隔半波長奇數(shù)倍的兩質(zhì)點,振動狀態(tài)總相反.,,,,物理

64、 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,c.只已知波速而不明確波的傳播方向,則應考慮波沿兩個方向傳播的可能,即沿x軸正方向傳播或沿x軸負方向傳播.d.只給出兩時刻的波形,則有多次重復出現(xiàn)的可能.(3)隱含性形成多解在波動問題中,往往只給出完整波形的一部分,或給出幾個特殊點,而其余信息均處于隱含狀態(tài).這樣,波形就有多種情況,造成波動問題的多解性.2.解決波的多解問題的思路一般采用從特殊到一般的思維方法,即找出一個周期內(nèi)滿足條

65、件的關系Δt或Δx,若此關系為時間,則t=nT+Δt(n=0,1,2…);若此關系為距離,則x=nλ+Δx(n=0,1,2…).,,,,物理 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,考法示例4　如圖所示,一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,實線表示t=0時刻

66、的波形,虛線表示t=0.7 s時刻的波形.則這列波的 (　　)A.波長為4 m　　　　　　　B.周期可能為0.4 s C.頻率可能為0.25 Hz D.波速可能為5.7 m/s,,,,物理 專題十七 機械振

67、動與機械波,繼續(xù)學習,思路分析　本題可按以下思路進行求解:由波形圖得到波長→由波形圖和時間間隔得到周期→由v= 𝜆 𝑇 得到波速解析　由波形圖可知,這列波的波長為λ=4 m,選項A正確;由于該波沿x軸正方向傳播,根據(jù)虛線波形和實線波形之間的時間間隔可得0.7 s=nT+ 3 4 T,解得周期T= 2.8 3+4𝑛 s(n=0,1,2,…),故周期可能為0.4 s,頻率可能為2.5

68、Hz,選項B正確,C錯誤;由v= 𝜆 𝑇 可知,波速不可能為5.7 m/s,選項D錯誤.答案　AB,,,,點評　本題多解的原因是質(zhì)點振動的周期性,經(jīng)過整數(shù)個周期質(zhì)點運動到原來的位置,波形與原來一樣,這種問題的處理方法是“去整留零”. 方法規(guī)律 波的多解問題的一般解題步驟(1)根據(jù)初、末兩時刻的波形圖確定傳播距離與波長的關系通式.(2)根據(jù)題設條件判斷是唯一解還是多解.(3)根據(jù)波速公式v=

69、 Δ𝑥 Δ𝑡 或v= 𝜆 𝑇 =λf求波速.,物理 專題十七 機械振動與機械波,返回目錄,,,,物理

70、 專題十七 機械振動與機械波,繼續(xù)學習,考法5 振動和波動的比較,􀳅 考法指導1.振動和波動的比較,,,,物理 專題十七